隔離變壓器在UPS中的設置-建筑電氣2010.1

隔離變壓器在UPS中的設置
黃建偉(華東建筑設計研究院有限公司，上海市200002)
Setting of Isolation Transformerin UPS
Huang Jianwei(East China Architectural Design&Research Institute Co．，Ltd．，Shanghai 200002，China)
Abstract DDetoisolationtransformer notasstandard
product configured in UPS，it has to be purchased
separately as per actual need during selection of UPS．
Different settinglocation，differentfunction itwillplay．
Key words Uninterruptible powersystem Isolation 輸入 匕F7l 一上匕F 型7|J．／一
transfol-mer Setting 整流器 ； 逆變器 輸出開關
蓄電池組
摘要 隔離變壓器在UPS中不作為標準配置產 圖1 UPS原理圖
Fig．1 Schematicdiagram ofUPS
品，所以在UPS選購時，須根據(jù)實際的需求額外提
出。隔離變壓器的設置位置不同，起到的作用也會不同。 2隔離變壓器位置的設置
關鍵詞 不間斷電源 隔離變壓器 設置
隔離變壓器的設置位置需要根據(jù)系統(tǒng)的功能需求
確定．通常可在以下三個位置設置：
隨著計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展．越來越多的項
a．整流器輸人端設置隔離變壓器．見圖2；
目中均涉及計算機網(wǎng)絡設備。計算機網(wǎng)絡設備要求高
b．旁路輸入端設置隔離變壓器，見圖3；
質量的、不間斷的電源。UPS正是可以給負載提供不
c．逆變器輸出端設置隔離變壓器。見圖4。
問斷、干凈、穩(wěn)定、無頻率突變、抗干擾、全天候、
高質量、正弦波電源的設備。隨著數(shù)字化技術的發(fā)
廣F翮l／塹／查手動壹旁墮路開蠶關關
展．新產品的不斷開發(fā)、新技術的應用。使得UPs
的性能越來越完善。而隔離變壓器作為UPS的主要
整流器輸入端L—二二——J
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元器件之一．在UPS中的設置相對較為靈活．其在 l～／l
I一—／【一
UPS中的不同位置起到的作用也將大為不同。
整流器：三： 逆變器 輸出開關
蓄電池組
1 UPS系統(tǒng)結構
I。。l息：tra整ns流for器tne輸r竺囂瑟i：妻蔫芝l。f陀。曲。，
uPS的中文意思是不問斷電源，主要由整流器、 F培2
逆變器、蓄電池組、靜態(tài)旁路開關、手動旁路開關、隔
一『i
離變壓器等組合構成，其構成原理如圖1所示。 旁路輸入端廠———1／手動旁路開關
整流器、逆變器、蓄電池組、靜態(tài)旁路開關、
手動旁路開關在UPS中的位置相對固定，而隔離變
壓器的位置設置會根據(jù)UPS的功能需求不同而不同。 F刁 ．F刁 1． 輸出
大部分UPS廠家將隔離變壓器的配置作為選配件。 整流器 ； 逆變器 輸H{開關
薔電池組
那么．在工程項目中該如何根據(jù)項目的需求來確定
圖3旁路輸入端設置隔離變壓器
選配、設置隔離變壓器，筆者根據(jù)t程經(jīng)驗，總結
Fig．3 Isolation transformerset intheinputterminalof
隔離變壓器設置的位置及其作用，供同仁參考。 bypass circuit
27
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2口1 n年第1期I ELECTRICITY
3．4抑制對上游配電系統(tǒng)的3次諧波干擾
廣IF／硼一r靜手動態(tài)旁旁路開路關開關
當用電負荷中熒光燈、節(jié)能燈、辦公設備等產生
_]蘭±魚型I逆變器輸出端
3次諧波的設備較多時．采用三角一星接法的隔離變
網(wǎng) 網(wǎng)!燃蘭
壓器，可抑制3次諧波對上游配電系統(tǒng)的影響。
4隔離變壓器設置位置的探討
蓄電池組
圖4逆變器輸出端設置隔離變壓器 從UPS的工作原理圖中可以看出，UPS的供電回
Fig．4 Isolation transformerset intheoutput terminal 路一般有整流、逆變及旁路回路。只有將UPS中的整
ofinverter
流、逆變及旁路回路均進行電氣隔離．才能完全做到
UPS輸入與輸出的電氣隔離。
3隔離變壓器設置的作用
4。1 采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS
隔離變壓器在UPS中起到的主要作用可以歸納 采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS．由于其
為：改變系統(tǒng)接地形式、提升輸出電壓、抑制共模電 逆變輸出電源沒有中性線．且其電壓不能達到正常供
壓干擾、抑制對上游配電系統(tǒng)的3次諧波干擾． 電的需求。因此．對于該類型的UPS．為了增加中性
3．1 改變系統(tǒng)接地形式 線及提升輸出電壓．在逆變器的輸出端設置隔離變壓
采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS．由于采 器是必須的。另外，還可在旁路輸入端設置隔離變壓
用的是全橋變換器，其經(jīng)過逆變器的輸出回路是不帶 器，以達到旁路回路電氣隔離的目的。其中．設置在
中性線的。一般來說．UPS的負載通常必須具有中性 逆變器輸出端的隔離變壓器的變比一般為1：1．22．
線，因此，該UPS的輸出電壓不能直接接至負載． 且該變壓器必須緊跟著逆變器設置。對于旁路輸入端
必須在UPS逆變器的輸出端增加中性線。通過在 設置的隔離變壓器，要做到靜態(tài)旁路及手動旁路同時
UPS逆變器的輸出端增加“三角一星”隔離變壓器．便 隔離，則需在其共同的輸入端設置隔離變壓器．該隔
可在輸出端增加中性線，從而改變系統(tǒng)的接地形式。 離變壓器的變比為l：1。見圖5。
設置在逆變器輸出端的隔離變壓器同時還起到
了逆變器與用電設備的電氣隔離的作用。 旁路輸入靖 l／一，手動旁路開關
3．2提升輸出電壓
隔 —離 廠變
Xw
、壓器 廠LF劃：E遞再二變訂靜器態(tài)旁輸路開出關端
采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS．整流器 同!燃竺
輸入 F7| ～
將市電轉換為直流電源．400 V直流電源經(jīng)PWM脈 匕剖占匕型 '1／
寬調制后．相電壓只有180 V。因此．在逆變器的輸 整流器：量： 逆變器 輸出開關。I
：………孽墅墮………………一一：
出端需設置變比為l：1．22的輸出隔離變壓器．以便
將180 V脈寬凋制波提升到輸出相電壓幅值220V。 圖5 旁路輸入及逆變器輸出端設置隔離變壓器
Fig．5 Isolationtransformerset in both bypass input circuit
3．3抑制共模電壓干擾
and outputterminalof inverter
在電氣設備的電源回路中．由于三相負荷的不平

在《建筑電氣》2010年第1期的文章中，"隔離變壓器在UPS（不間斷電源）中的設置"一文詳細探討了如何將隔離變壓器有效地整合到不間斷供電系統(tǒng)中。UPS通常用于確保關鍵電力設備在主電網(wǎng)停電時仍能持續(xù)、穩(wěn)定地為負載提供電力，而隔離變壓器在此場景中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1. **電壓變換和保護**：UPS通過整流器將市電轉換為直流電，然后逆變器將其再轉化為穩(wěn)定的交流電供給負載。在這個過程中，隔離變壓器作為輸入與輸出之間的電氣隔離設備，能夠將電網(wǎng)側的電壓波動降壓或升壓至適配于UPS內部電路的工作范圍，并起到防止電網(wǎng)電壓異常對UPS核心部件造成損害的作用。 2. **電氣安全隔離**：由于UPS需要連接各種不同來源和規(guī)格的用電設備，隔離變壓器可以提供物理上的電氣隔離，避免不同負載之間的互相干擾或者短路風險，保證系統(tǒng)的安全性。 3. **電磁兼容性（EMC）考慮**：在現(xiàn)代建筑物中，可能有許多敏感電子設備需要由UPS供電。隔離變壓器有助于減少諧波電流和噪聲污染，滿足電磁兼容性的要求，確保這些設備能在UPS環(huán)境下正常工作。 4. **維護與檢修便捷性**：通過隔離變壓器將電網(wǎng)與UPS主體部分隔離開來，在進行UPS內部故障排查或維修時，降低了因外部電網(wǎng)問題導致的風險，便于維護人員進行操作。 總之，這篇文章深入分析了隔離變壓器在UPS系統(tǒng)中的必要性和具體應用策略，對于理解和優(yōu)化建筑電氣工程中UPS的設計和配置具有重要意義。